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专利号: 2020100622448
申请人: 淮阴工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 有机化学〔2〕
更新日期:2026-02-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于茚并[2,1‑b]咔唑的免掺杂空穴传输材料,其特征在于,化学结构式如式Y3或Y4所示:

2.制备如权利要求1所述的一种基于茚并[2,1‑b]咔唑的免掺杂空穴传输材料的方法,其特征在于,包括如下制备步骤:

使化合物(1)发生还原取代反应生成中间体(2);使中间体(2)发生取代反应生成中间体(3);使化合物(9)发生溴代反应生成中间体(10);使中间体(10)发生烷基化反应生成中间体(11);使中间体(11)与2‑三丁基甲锡烷基噻吩发生偶联反应生成中间体(12);使中间体(12)发生溴代反应生成中间体(13);使中间体(3)与中间体(11)或中间体(13)发生偶联反应生成空穴传输材料Y3或Y4;

具体的:

中间体(2)的合成:以氢氧化钠水溶液为溶剂,氮气氛围下,化合物(1)通过还原剂作用还原后,再在相转移催化剂的作用下,与溴己烷发生取代反应,生成中间体(2);所述化合物(1)、溴己烷、还原剂以及相转移催化剂的摩尔比为1:2.8~3.2:2.8~3.2:0.08~0.12;

中间体(3)的合成:以无水四氢呋喃为溶剂,氮气氛围下,中间体(2)通过强碱活化拔氢后与SnBu3Cl发生取代反应,生成中间体(3);所述中间体(2)、强碱以及SnBu3Cl的摩尔比为

1:2.2~2.8:2.2~2.8;

中间体(10)的合成:以DMF为溶剂,化合物(9)与NBS反应生成中间体(10);所述化合物(9)与NBS的摩尔比为1:1~1.5;

中间体(11)的合成:以二甲亚砜为溶剂,中间体(10)与溴丙烷在催化剂和碱的作用下发生烷基化反应生成中间体(11);所述中间体(10)、溴丙烷以及催化剂的摩尔比为1:1.1~

1.5:0.04~0.06;

中间体(12)的合成:以甲苯为溶剂,氮气氛围下,中间体(11)与2‑三丁基甲锡烷基噻吩在催化剂的作用下,发生偶联反应生成中间体(12);所述中间体(11)、催化剂以及2‑三丁基甲锡烷基噻吩的摩尔比为1:0.06~0.1:1.6~2:中间体(13)的合成:以THF为溶剂,中间体(12)与NBS反应生成中间体(13);所述中间体(12)与NBS的摩尔比为1:1~1.5;

空穴传输材料的合成:以甲苯为溶剂,氮气氛围下,中间体(3)与中间体(11)或中间体(13)在催化剂的作用下,发生偶联反应生成空穴传输材料Y3或Y4;所述中间体(3)和中间体(11)或中间体(13)以及催化剂的摩尔比为1:2.8~3.2:0.08~0.12;

中间体(2)的合成时,95℃~105℃温度下回流反应2~3小时完成还原反应,再在95℃~105℃温度下回流反应10~14小时完成取代反应;中间体(3)的合成时,‑80℃~‑75℃温度下,中间体(2)通过强碱活化拔氢1~3小时后,‑80℃~‑75℃温度下滴加SnBu3Cl,滴完后

20℃~25℃继续反应6~10小时;中间体(10)的合成时,0℃~10℃冰浴条件下,分批将NBS加入反应体系,加完后,20℃~25℃室温反应4~8小时;中间体(11)的合成时,反应时间为

10~14小时,反应温度为20℃~25℃;中间体(12)的合成时,110℃~120℃加热回流,反应时间为10~14小时;中间体(13)的合成时,0℃~10℃冰浴条件下,分批将NBS加入反应体系,加完后,20℃~25℃室温反应4~8小时;终产物空穴传输材料的合成时,110℃~120℃加热回流,反应时间为10~14小时;

中间体(2)的合成时所述氢氧化钠水溶液的浓度为0.5~1mol/L,所述还原剂为锌粉,所述相转移催化剂为四丁基溴化铵;中间体(3)的合成时,所述强碱为正丁基锂;中间体(11)的合成时,所述催化剂为苄基三乙基氯化铵,所述碱为0.8~1.2g/mL NaOH的水溶液,所述NaOH水溶液与二甲亚砜的体积比为1:8~12;中间体(12)的合成时,所述催化剂为四三苯基膦钯;终产物空穴传输材料的合成时,所述催化剂为四三苯基膦钯。

3.根据权利要求2所述的一种基于茚并[2,1‑b]咔唑的免掺杂空穴传输材料的制备方法,其特征在于:该方法的各个步骤中还包括分离纯化的步骤。

4.如权利要求1所述的一种基于茚并[2,1‑b]咔唑的免掺杂空穴传输材料在钙钛矿太阳能电池中的应用。